книги из ГПНТБ / Пирометаллургия меди Л. М. Газарян. 1960- 13 Мб

окисления SO2 в SO3, происходит при добавлении в раствор кар­ боната натрия или сульфата натрия.

Рис. 105. Схема работы установки по улавливанию SO2 из газов сульфатом

230 Использование отходов медеплавильных заводов

соды — 20 кг, пара — 0,1—0,2 т, энергии 20—25 квт-ч и воды для охлаждения 50—60 м3.

основного сульфата алюминия, приготовленного из алюминиево­ го скрапа и серной кислоты.

Выходящий из абсорбционной системы газ содержит от 0,01

до 0,02% SO2. Скруббер работает по системе замкнутого цикла — нет притока свежей воды (добавляется незначительное количе­

ство раствора, компенсирующее потери). Схема работы такой установки показана на рис. 105.

Чтобы из 100%-го SO2 получить серу, пропускают его через тонкий слой раскаленного угля с таким расчетом, чтобы только

часть SO2 успела соединиться с углем. Топливо лежит на цепной колосниковой решетке. Количество SO2, которое должно реагиро­ вать с углем, регулируется толщиной слоя угля и скоростью про­

хождения газов.

В газах, прошедших через слой топлива, содержится COS, CS2, H2S, остаток SO2 и S„. Полученные таким способом газы про­ пускают через камеру-катализатор. Катализатором служит состав, применяемый на медносерном заводе. Полученную серу после катализа конденсируют, разливают, охлаждают и грузят по­

требителю.

Использование тепла отходящих газов медеплавильных

заводов ‘

t О большом экономическом значении использования тепла от­ ходящих газов отражательных печей достаточно подробно было сказано в главе IV. Вспомним, что тепло, содержащееся в отхо­

дящих газах современных отражательных печей (1200—1500 т производительностью), эквивалентно 70—80 т угля. Остановимся на значении тепла отходящих газов других металлургических агрегатов медеплавильных заводов.

Использование тепла отходящих газов обжиговых печей

Подробные сведения о балансе тепла обжиговых печей име­ ются в химической промышленности, где обжигают колчедан или пиритные концентраты. Полной аналогии в режиме этих печей и обжиговых печей медеплавильных заводов нет, но данных впол­ не достаточно, чтобы иметь представление об использовании тепла этих агрегатов. При сжигании 1 г колчедана вы­ деляется 1270 кал тепла, которое распределяется следующим образом:

Воздух, охлаждающий перегребатели и вал обжиговой печи, ■выходит из вала нагретым до ~200°. Это тепло можно исполь­ зовать непосредственно для отопления зданий, для воздушного дутья в топках котельных, а также для сушилок и различных промышленных печей.

При непосредственном использовании тепла для отопления возможны следующие трудности: воздух может быть загрязнен

сернистым газом и огарками и иметь слишком высокую темпера­ туру. Обычно воздух загрязняется сернистым газом вследствие подсоса через неплотности соединений воздухоотводящей трубы с головкой вала. Следовательно, нужно следить за появлением не­ плотностей и ликвидировать их. Чтобы огарок не попадал в воз­ дух, следует концы воздухопроводов, засасывающих его из ат­

мосферы, располагать в наиболее чистой зоне. Целесообразно пропускать этот воздух через фильтры до поступления в валы.

Для снижения температуры воздуха, охлаждающего валы пе­ чей, к нему перед подачей в помещение следует подмешивать холодный воздух из атмосферы.

Самое серьезное затруднение, заставляющее иногда отказать­ ся от непосредственного применения этого воздуха для отопле­ ния или для промышленных целей, — это неэкономичность пере­ дачи его на большие расстояния. В таких случаях целесообраз­ нее передавать это тепло более транспортабельному теплоноси­ телю — воде, а подогретую в теплообменниках воду направлять в теплофикационную сеть.

Температура газов обжиговых печей при выходе из печи ко­ леблется в пределах 500—700°. В тех случаях, когда газы обжи­ говых печей медеплавильных заводов идут в сернокислотное производство, их тепло можно использовать частично. Темпера­ тура газов при поступлении в электрофильтры должна быть око­

232 Использование отходов медеплавильных заводов

ло 400°, поэтому использование тепла печных газов должно со­ ответствовать перепаду температуры от 700 до 400°. Один из ва­ риантов использования этого тепла — передача его через сталь­ ные теплообменники воздуху, выходящему из валов печей. Тем­ пературу этого воздуха можно повысить с 200 до 300—400°.

Использование тепла отходящих газов шахтных печей

Тепло шахтных печей может быть использовано в виде тепла отходящих (колошниковых) газов и тепла воды, выходящей из кессонов ватержакетных печей.

Чтобы иметь возможность судить о значимости различных источников тепла ватержакетных печей, в табл. 62 приводятся примерные тепловые балансы при наиболее распространенных в медной промышленности технологических режимах этих печей.

Как следует из этих данных, значение отдельных теплоноси­

телей резко изменяется в зависимости от технологического ре­ жима печи, поэтому очередность мероприятий по утилизации тепла ватержакетных печей на различных заводах различна.

При нормальной ватержакетной плавке отходящие газы оста­ вляют печь при 300—400°; когда же ведется специальная плавка (с горячим колошником), то температура газов достигает 600— 800°.

Если температура отходящих газов невысокая и в них содер­ жится много сернистых газов, котлов-утилизаторов не применя­

ют. Однако тепло отходящих газов можно использовать для ото­ пления помещения (посредством калориферов) и для различных’ промышленных нужд (нагрев и сушка материалов, подогрев воз­ духа, вдуваемого через фурмы в ватержакетную печь). Извест­

но, что температуру воздуха, вдуваемого в печь, можно повысить за счет тепла отходящих газов на 50—70°.

Использование тепла воды кессонов шахтных печей

В тепловом балансе ватержакетной плавки тепло, уносимое во­ дой кессонов, составляет 10—13% от общего количества тепла печи. В ватержакетной печи производительностью 500—600 т шихты в сутки с водой уносится тепло, которое при переводе на условное топливо составляет примерно 6—10 т!сутки.

Вода хорошо транспортирует тепло и для многих видов по­ требителей тепла служит непосредственным его передатчиком. Количество отходящего с водой тепла составляет значительную величину, и использование его может дать большой экономиче­ ский эффект. Однако низкая температура воды из кессонов (40— 50°) и загрязненность делают ее не пригодной для практическо­ го использования.

Отсюда следует, что для использования тепла воды кессонов

необходимо изменить циркуляцию воды в них, максимально по­ высить температуру отходящей воды и пользоваться для пита­ ния кессонов очищенной и смягченной водой.

Внашей практике, принято поддерживать температуру воды

вкессонах в пределах 40—50°, однако на зарубежных заводах обычно работают при 70—80°. Нет никаких теоретических сооб­ ражений, которые не позволили бы поднять температуру воды до 70—80° в тех случаях, когда это требуется для утилизации тепла. В зарубежной практике часто можно встретить установ­

ки для очистки и смягчения воды кессонов.

Использование тепла отходящих газов рафинировочных печей

В практике, как правило, используют тепло отходящих газов анодных и вайербарсовых печей. Эти газы направляют в котлыутилизаторы. В табл. 63 приведены данные различных заводов об использовании тепла.

Анализ практики работы котлов-утилизаторов рафинировоч­ ных печей дает возможность сделать следующие выводы.

Печные газы обычно отводят под котлы водотрубной системы, давление пара в которых 8—17 ати. Наибсхлее распространены котлы типа Стерлинга, а также Бабкок и Вилькокс с перегрева­ телями. От одного килограмма сожженного в печи угля полу­ чают 4—5 кг пара. Пар от этих котлов поступает в паровые тур­ бины; отработанный пар используется для технологических нужд. На заводах, которые получают дешевую энергию от гит-

ростанций, пар от котлов-утилизаторов используется исключи­

тельно для технологических нужд.

ционная вода на выходе из теплообменника имеет температуру

75° и на входе 45°; скорость воды в трубках теплообменника при­

мерно 1 м!сек. Описанная установка экономит около 8000 т ус­ ловного топлива в год.

Использование шлаков медеплавильных заводов

На медеплавильных заводах в настоящее время отвальные шлаки используются для получения ценных продуктов. Из шла­

ков извлекают цинк, свинец, редкие и рассеянные металлы, по­ лучают строительные материалы и используют тепло расплав­

ленных шлаков.

Понятие о фьюминг-процессе и устройство фьюминговой печи

Общепризнанным методом для переработки шлаков свинцо­

воплавильных заводов является фьюминг-процесс. В последнее

время успешно начали применять этот процесс и на медепла­ вильных заводах.

Особенно интересен он для медеплавильных заводов, где пла­ вится сырье типа наших уральских медноцинковых концентра тов. При плавке медноцинковых концентратов в шлак отража­

тельных печей переходит значительное количество цинка. В по­ следнее время такие шлаки стали перерабатывать с целью из­ влечения из них цинка и других ценных компонентов.

Процесс заключается в восстановительной продувке расплав­ ленного шлака смесью из угольной пыли и воздуха.

Как показали последние исследования наших научных инсти­ тутов, цинк, свинец, редкие и рассеянные металлы отгоняются в газовую фазу, из которой в виде пыли улавливаются при очист­ ке отходящих газов. Цинк отгоняется из шлака в виде паров

металлического цинка, окисляющегося далее в ZnO, свинец — в форме сульфида, окиси и паров металла. Возгоняются также и другие металлы, ассоциированные с цинком и свинцом, но впол­ не точных указаний, в каком виде они возгоняются, нет. Извест­ но, что большинство металлов, ассоциированных с цинком и свинцом, имеют заметную упругость паров в интервалах темпе­

ратур 1150—1200°. Данные об упругости паров некоторых сое­ динений цинка, свинца и меди приведены в табл. 64.

Фьюмингование шлаков осуществляется в шахтной печи пря­ моугольного сечения с водоохлаждаемыми подиной и стенками;

(рис. 106). Печь кессонирована полностью на всю высоту, поди­ на обычно отлита из чугуна или стали в виде плиты, в которой залиты трубы для водяного охлаждения.

В нижнем торцовом кессоне на уровне пода сделано одно или

два отверстия (летки) для выпуска продуктов плавки. К стенкам

кессонов на расстоянии 40—50 мм по горизонтали и по вертика­

ли приварены штыри длиной 50 мм. Они обеспечивают образо­ вание на стенках кессонов прочного несползающего гарниссажа

из застывшего шлака. При отсутствии штырей шлаковый гар-

ниссаж после выпуска из печи продутого шлака нередко частич­ но отваливается, обнажая стенки кессонов, отчего усиливается теплоотдача. При наличии штырей потери тепла с охлаждающей

подается от 1 до 2 кг угольной пыли в минуту.

Из общего количества воздуха, вдуваемого в печь через фур­

мы, 45—50% подают в составе углевоздушной смеси (первичный воздух), а остальные 50—55% подводят к фурмам по отдельному

трубопроводу (вторичный воздух).

Фурмы имеют два подводящих патрубка, причем углевоздуш­ ная смесь подается по внутренней трубке меньшего диаметра. Во избежание пыления при прочистке фурм давление вторично­ го воздуха несколько выше, чем первичного, и между патрубка­ ми для первичного и вторичного воздуха предусмотрено устрой-

Рис. 106. Общий вид шлаковозгоночной печи